En ny metode skal granske monsterbølgene i Nordsjøen

– Det er egentlig litt fascinerende hvordan bølger «føler» avstanden til land. Når vinden blåser fra vest og stryker over Storbritannia bruker bølgene mange hundre kilometer til å vokse seg store, sier Øyvind Breivik, professor ved Universitetet i Bergen og fagsjef ved Meteorologisk institutt.

Bølgeforskeren er i gang med et prosjekt som tar i bruk en uvanlig metode for å dokumentere ekstrembølger.

Bølger kan måles med flere forskjellige verktøy. De måles med laser, radar, satellitt og flytende bøyer i vannet. Prosjektet til Breivik bruker imidlertid en ny metode: stereofoto. Blant samarbeidspartnerne er ConocoPhillips og Equinor.

Øyvind Breivik er en av flere dyktige foredragsholdere på konferansen Telekommunikasjon Offshore 2020.

Måler størrelse og kraft

Forskerne har montert to kameraer på 2/4 K-plattformen på Ekofisk-feltet i Nordsjøen. De står fem meter fra hverandre, er vendt i samme retning og tar fem høyoppløselige bilder i sekundet hver. Dette skaper et tredimensjonalt bilde av bølgene, på samme måte som at vi får dybdesyn ved å ha to øyne i stedet for ett. Et program identifiserer de samme krusningene i bølgene fra de to kameraene, noe som gjør det mulig å regne ut toppen og bunnen av bølgen.

Kameraene ble satt opp høsten 2018 og var fullt operative fra august i fjor.

– Systemet har levert data til oss kontinuerlig siden. Nå har vi allerede fått en ganske god oversikt. Dataene vi får er ekstremt detaljerte. Vi ser hvor store enkeltbølgene er, og med hvilken kraft de treffer plattformen, sier Breivik.

På Ekofisk er det årlige stormer som pisker bølgene opp til en åtte-ni meters høyde. En ekstrembølge er derimot mye større. Den formelle definisjonen av en ekstrembølge er en bølge som er mer enn det dobbelte av den signifikante bølgehøyden, som er gjennomsnittshøyden av den største tredelen av bølgene i området.

Uventede ekstrembølger kan gjøre stor skade.

– Ekstreme enkeltbølger påvirker sikkerheten til plattformene til havs, forteller Breivik.

Mer nøyaktige målinger

Bøyer, som er den vanligste målemetoden, måler bare visse punkter i vannet. De får derfor sjeldent målt den høyeste bølgen, særlig fordi de har en tendens til å flyte utenom de høyeste toppene. Lasermålinger lar på sin side seg ofte lure av bølgeskum. Dagens målesystemer har derfor en tendens til å undervurdere bølgestørrelsen.

Den store fordelen med stereokamerasystemet er at det måler de høyeste punktene innenfor et større areal.

– Punktmålere kan sitte på vannet i årevis, men gir de et realistisk bilde av hvor høye bølgene blir? En plattform er ikke bare en prikk i havet, den er gjerne hundre meter lang ganger hundre meter bred. Plattformsjefen er interessert i å finne ut størrelsen på den største bølgen som kan treffe plattformen, sier han.

Den største bølgen kan være hele 20 prosent høyere enn det en punktmåler får med seg, forklarer Breivik. Det kan fort utgjøre hele fire meter forskjell.

– For en plattform handler det om «air gap», det vil si avstanden fra den øverste bølgen til bunnen av plattformen, det som kalles «bottom of steel». Det er den viktigste enkeltfaktoren å ha kontroll på. Slår en bølge på dekk, har sjefen en dårlig dag, sier Breivik.

– Bølgevarslinger vil også være viktig for vindparker til havs. Vindturbinene dekker gjerne et areal på flere kvadratkilometer, og jo større området er, desto større sannsynlighet er det for å få seg en smell.

Bølgevarslingene til Meteorologisk institutt er basert på modeller. De tar utgangspunkt i hva meteorologene vet om vinden i området. De presise observasjonene skal også gjøre bølgevarsling bedre.

– Det er fortsatt mye vi ikke forstår med bølger. Når vi får målt dem med stereokamera gir det oss et inntrykk av hvor troverdige varslingene våre er. Uten målinger flyr vi rett og slett i blinde, sier han.

Telekommunikasjon Offshore 2020 er møteplassen for deg som er opptatt av telekommunikasjon og IT-systemer offshore. Konferansen gir deg oversikt og innsikt i utviklingen av offshoresektoren fra et faglig ståsted, og du møter aktører fra hele verdikjeden fra operatører og engineeringselskaper til myndigheter og akademia. Klikk her for mer!